高紅麗 拜寧剛

1．杭州南方賽珀工業(yè)設(shè)備有限公司 浙江杭州 311107

2．南方泵業(yè)股份有限公司 浙江杭州 311107

1 隔膜計量泵的結(jié)構(gòu)及原理

1.1 隔膜計量泵的結(jié)構(gòu)

從結(jié)構(gòu)組成來看，隔膜計量泵由驅(qū)動電機設(shè)備、隔膜組件、泵頭、內(nèi)循環(huán)壓力平衡系統(tǒng)、量程調(diào)節(jié)組件、減速組件等幾部分組成。其中，泵頭由泵頭、進料管線閥門、卡套法蘭、出料管線閥門、護膜板等幾部分組成；減速組件采用蝸輪蝸桿減速方式，行程調(diào)節(jié)采用N形曲軸連桿方式，減速組件和行程調(diào)節(jié)組件安裝在統(tǒng)一箱體內(nèi)；泄壓閥、排氣閥、補油閥、出油罐、缸體等組成隔膜計量泵的內(nèi)循環(huán)壓力平衡系統(tǒng)；隔膜片安裝在缸體與泵頭之間，將輸送流體和液壓油隔離起來；臥式泵的驅(qū)動電機設(shè)備安裝在箱體的側(cè)面，立式泵的驅(qū)動電機設(shè)備安裝在箱體的上面，根據(jù)生產(chǎn)需求驅(qū)動點擊設(shè)備可以選擇變頻電機也可選擇固定頻率電機。

1.2 隔膜計量泵工作原理

隔膜計量泵的驅(qū)動電機設(shè)備利用傳動帶帶動蝸桿選裝，蝸桿經(jīng)過渦輪、下套筒將動量傳遞給系統(tǒng)的N型軸。通過N型軸的聯(lián)動作用和行程調(diào)節(jié)作用，調(diào)節(jié)計量泵柱塞往復(fù)運動的形成，從而實現(xiàn)計量泵流量的條件。另一個調(diào)節(jié)計量泵流量的方式，通過驅(qū)動電機設(shè)備工作頻率調(diào)節(jié)實現(xiàn)的。當柱塞向后運動時，液壓腔體積增加，液壓腔內(nèi)壓力降低，使得彈性膜片向后彎曲。向后彎曲的膜片導致流體介質(zhì)腔內(nèi)體積增加，產(chǎn)生負壓[1]。這時，計量泵的進口閥門打開，介質(zhì)在壓差的作用下從計量泵前管線進入流體介質(zhì)腔內(nèi)，計量泵的出口閥門關(guān)閉，當柱塞沖程達到滿額時，單次進料結(jié)束。

2 隔膜計量泵使用問題及對策

2.1 隔膜零件故障及措施

從上一小節(jié)闡述的隔膜計量泵工作原理可以看出，在計量泵柱塞不斷往復(fù)運動輸送流體介質(zhì)過程中，受到體積變化的作用，隔膜的左右兩端常處于連續(xù)交替變換受力的狀態(tài)，導致計量泵的隔膜零件極容易開裂受損，影響計量泵正常工作。最常見兩種開裂原因有以下幾方面：①進料溫度過高，到時隔膜材料老化嚴重；②輸送的料液中含有氣體或者汽化產(chǎn)生氣體，氣體進入流體介質(zhì)腔后，導致隔膜承受的壓力不均勻，產(chǎn)生機械疲勞；③進料不穩(wěn)定，導致進料時計量泵內(nèi)流體介質(zhì)分離形成空隙，造成缺料、打空泵情況，導致隔膜成熟的應(yīng)變力增大，造成隔膜擊穿或者機械損傷。當隔膜出現(xiàn)性能故障時需要隔膜進行更換，關(guān)閉系統(tǒng)進出口單向閥，打開放空閥，使得系統(tǒng)壓力與大氣壓力平衡，排出液壓油。松懈進出口管線螺母，擰下泵頭前段緊固螺母，卸下泵頭，更換新舊隔膜片[2]。

2.2 泵不上量或上量不足

隔膜計量泵不上量或者上量不足的問題產(chǎn)生的原因有很多，可以從以下幾方面入手排查：

（1）隔膜損壞或單向閥堵塞。單向閥堵塞時導致計量泵無法工作的首要因素，發(fā)現(xiàn)上述問題后?，F(xiàn)場人員首先將泵前的單向閥拆除，調(diào)節(jié)柱塞沖程觀察隔膜運動情況。如果隔膜運動與柱塞沖程匹配，則可以排除隔膜損害問題。然后，利用清洗液體如水、有機溶劑等對單向閥盡心清理，可以適當用軟毛刷刮蹭，重新裝回清洗過的單向閥觀察進料情況。

（2）補油閥堵塞。計量泵工作時液壓腔內(nèi)液壓油發(fā)揮重要作用，當腔內(nèi)液壓油量不夠使，計量泵會打開附加儲油槽進行液壓油補充。如果補油閥出現(xiàn)故障時，也會導致液壓油無法及時供給，導致隔膜停止運動或者運動幅度不足。這種情況只能對補油閥進行更換。

（3）減速組件失效。當蝸輪蝸桿機構(gòu)損壞時，N曲軸系統(tǒng)會癱瘓，導致泵缺少驅(qū)動力而停轉(zhuǎn)發(fā)生不上量情況。

2.3 計量精度不夠

計量精確時隔膜計量泵的一個重要特征，如果計量精度不夠，計量泵也會影響工藝的正常運轉(zhuǎn)。計量泵計量精度不足的排查原因和對應(yīng)的解決措施如表1所示。

表1 計量泵計量精度不足的原因和解決措施

除此之外，根據(jù)現(xiàn)場工作經(jīng)驗，隔膜計量泵還會出現(xiàn)運轉(zhuǎn)中有沖擊聲、排液量不夠、機箱或液壓油池內(nèi)的油量非正常減少或增加等問題，需要根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗進行排查總結(jié)。

3 結(jié)語

我國在20世紀70年代才開始在研發(fā)應(yīng)用計量泵，起步時間落后于國外發(fā)達國家，再加上技術(shù)水平的封鎖限制，我國當前的隔膜計量泵技術(shù)水平仍落后于國外先進科技公司。比如，德國注明計量泵生產(chǎn)公司——普羅特公司，基于計算機控制軟件和自動化儀表，該公司開發(fā)出的精密隔膜計量泵能夠通過改變沖程頻率和沖程長度實現(xiàn)隔膜計量泵的無級調(diào)節(jié)。而我國生產(chǎn)出的隔膜計量泵很多還依賴固定頻率調(diào)節(jié)方式。所以，相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)人員要基于扎實的理論基礎(chǔ)，與特種材料、工程技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、計算機控制等領(lǐng)域結(jié)合，提升我國隔膜計量泵技術(shù)水平[3]。